毕业设计（论文）-微型车辆变速器设计.docx

毕业设计（论文）课题名称：微型车变速器设计系另专业班级：姓名：学号：指导教师：教研室主任：系分管教学领导：二。二X年十二月摘要本设计的任务是设计一台用于微型车上的手动变速器。本设计采用中间轴式变速器，该变速器具有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。根据轿车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。再结合某些轿车的基本参数，选择适当的主减速比。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。它功用是：1、改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；2、在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；3、利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于发动机换档或进行动力输出。这台变速器具有五个前进档（包括一个超速档五档）和一个倒档，并通过锁环式同步器来实现换档。关键词：变速器锁环式同步器传动比齿轮AbstractThetaskofthisdesignistodesignamanualtransmissionforaminicar.It,sthecountershaft-typetransmissiongearbox.Thistransmissionhastwoprominentmerits:Firstly,thetransmissionefficiencyofthedirectdrivekeepsoffhigh,theattritionandthenoisearealsoslightest;Secondly,it,sallowedtoobtaininthebigergearratioofthefirstgearwhenthecenterdistanceissmaller.Accordingtothecontour,track,wheelbase,thesmallestgroundclearance,thesmallestturningradium,thevehiclesweight,theall-upweightaswellasthehighestspeedandsoon,unionthechoosingenginemodelwecanobtaintheimportantparametersofthemaxpower,themaxtorque,thedisplacementandsoon.Accordingtothebasicparametersofthecertainsaloon,choosethesuitablefinaldriveratio.Accordingtotheaboveparameters,combiningtheknowledgeofautomobiledesign,automobiletheory,machinedesignandsoon,calculatethecorrelatedparametersofthegearboxandprooftherationalityofthedesign.Itsfunctionis:!.Changinggearratio,expandingthetorqueofthedrivingwheelandtherangeoftherotationalspeed,toadaptthetravelconditionwhichfrequentlychanges,likestart,acceleration,climbingandsoon,simultaneouslycausestheenginetoworkundertheadvantageousoperatingmode;2.Underthepremiseoftheinvariablerotation,enablestheautomobiletotravelback;3.Usingneutral,severancesthepowertransmission,tomaketheenginestart,idle,andisadvantageousfortheenginetoshiftgearsortocarryonthedynamicoutput.Thisgearboxhasfive(includingoverdrive-fifthgear)andareversegear,andthroughtheinertialtypeofsynchronizertorealizeshiftgears.第一章绪论51.1 变速器研究的目的和意义51.2 变速器的分类5第二章变速器的概述及其方案的确定92.1 变速器的功用和要求92.2 变速器结构方案的确定92.3 变速器主要零件结构的方案分析16第三章变速器主要参数的选择与主要零件的设计193.1 变速器主要参数的选择193.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定223.3 齿轮变位系数的选择243.4 齿轮的材料选择及热处理25第四章变速器齿轮的强度计算与材料的选择264.1 齿轮的损坏原因及形式264.2 齿轮的强度计算与校核26第五章变速器轴的强度计算与校核305.1 轴的结构305.2 轴的尺寸315.3 输入轴的强度与刚度校核325.4 输出轴的强度与刚度校核33第六章变速器同步器的设计366.1 同步器的结构366.2 同步器主要参数的确定37第六章变速器的操纵机构40第七章结论41参考文献42致谢43第一章绪论1.1 变速器研究的目的和意义当今，汽车行业已成为我国工业领域中最具代表性的行业，是我国工业的“风向标”，汽车行业直接反映着我国工业水平的发展程度。我国从上世纪五十年代起成立第一家汽车制造厂一一长春第一汽车制造厂开始，到如今已经有百余家汽车企业，国内知名汽车企业如吉利、哈弗等，不管在质量上还是销量上都能与国外知名品牌汽车抗衡，说明我国汽车制造技术已具有相当成熟的水平。如今，汽车早已进入千家万户，随着人们生活水平的日益提高，人们对汽车的性能要求也越来越高。人们要求汽车具备省油、质量安全可靠、操作性能好等特点。现代汽车上广泛采用的往复活塞式内燃机具有体积小、质量轻、工作可靠和使用方便等优点，但其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，故其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。因此，设计出一款合适的变速器显得尤为的关键。1.2 变速器的分类目前汽车上采用的变速器具有多种结构形式，按传动方式和操纵方式的不同可作如下的分类：(1)手动变速器。手动变速器是通过齿轮来传递转矩。由于齿轮数固定，其每档的传动比也是固定值。手动变速器属于有级变速器。目前市面上自动变速器越来越普遍，但并不意味着手动变速器没有市场。虽然汽车的发展趋势是朝着自动化、电动化方面发展，但手动变速器也有着自动变速器无法比拟的优点。第一、对于集装箱半挂车、卡车而言，手动变速器的优点是自动变速器无法比拟的。我们知道，集装箱半挂车、卡车等往往需要装载数吨货物，在起步时需要有足够的牵引力来克服启动时的阻力。手动变速器在一档时能提供足够大的力矩，能够将车带动。尤其是在爬坡时，这一特点显得尤为明显。第二，对于汽车爱好者来说，手动变速器有着自动变速器无法比拟的驾驶乐趣,能给驾驶者带来更好的驾驶体验。且对于驾校来说，手动变速器能够让学员更好的学习汽车，对于提高驾驶技能及驾驶过程中的协调性有着很大的帮助。第四，手动变速器在价格方面往往更加地经济实用。虽然目前我国经济水平有了显著的提高，但是对于很多工薪阶层来说，购买经济实用型的汽车是首选，且这类车销量一直名列前茅，说明手动变速器的潜力。（2）自动变速器自动变速器是由行星减速器构成，它能通过感知油门的大小及速度的快慢来自动调节档位，实现自动变速。在驾驶自动变速器时，驾驶员只需要右脚踩踏油门、刹车即可，操作简单，对于初学者，尤其是女性爱好者来说，可谓是具有很大的便利。自动变速器的优点是显而易见的。在驾驶过程中，不用频繁的增档减档、频繁的踩踏离合器更换档位，能极大地缓解驾驶疲劳，增加驾驶时的舒适性。尤其是在城市道路堵车时，这一优点更加地明显。（3）手自一体变速器手自一体变速器，顾名思义，既可以手动操作，也可以自动操作。手自一体变速器在档位上设有“+”和档位，可选择手动模式手动地操作变速器。对于需要体验驾驶乐趣的汽车爱好者来说，这是一款合适的变速器，同时在交通拥堵的时候能带来很大的便利。（4）无级变速器无级变速器是通过两个滑轮来实现变速，档位可以随意变化，没有突然跳动的感觉。从市场上来说，这种变速技术含量高，还有待于开发，但发展前景广阔，在以后的市场中应用肯定会越来越广泛。本设计是根据微型车五菱宏光而开展的，设计中所采用的相关参数均来源于此种车型：主减速比4.75最高时速140kmh轮胎型号175/70R14发动机型号L2B最大扭矩146m最大转速5800rmin(rpm)最大功率8Ikw整备质量1800kg第二章变速器的概述及其方案的确定2.1变速器的功用和要求汽车上广泛采用的往复活塞式内燃机具有体积小、质量轻、工作可靠和使用方便等优点，但其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，故其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。因此，在汽车传动系统中增加变速器，可以起到汽车启动时增加发动机扭矩的效果。而且，汽车在某些情况下，需要倒向行驶。然而，汽车发动机不能倒转工作，因此在变速器内设有倒挡。止匕外，变速器还没有空挡，可中断动力传递，以满足汽车暂时停驶和对发动机检查调整的需要。对变速器的要求，除一般便于制造、使用、维修以及质量轻、尺寸紧凑外，主要还有以下几点：(1)保证汽车的动力；(2)要设置有空挡，能中断发动机的输出功率；(3)要设置有倒档，能使车辆倒车；(4)换挡方便。快捷；(5)工作效率高；(6)工作时噪音小。2.2变速器结构方案的确定目前，汽车上采用的变速器结构形式是多种多样的，这是由于各国汽车的使用、创造、修理等条件不同，也由于各种类型汽车的使用要求不同所决定的。尽管如此,一般变速器的结构形式，仍具有很多共同点。各种结构形式都有其各自的优缺点，这些优缺点随主观和客观条件的变化而变化。因此，在设计过程中我们应深入实际，收集资料，调查研究，对结构进行分析比较，并尽可能地考虑到产品的系列化、通用化和标准化，最后确定较合适的方案。(1)变速器传动机构的结构分析与型式选择有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、制造低廉，具有高的传动效率(=0.960.98),因此在各类汽车上均得到广泛的应用。设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及各档的传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。传动比范围是变速器低档传动比与高档传动比的比值。汽车行驶的道路状况愈多样，发动机的功率与汽车质量之比愈小，则变速器的传动比范围应愈大。目前，轿车变速器的传动比范围为3.04.5;一般用途的货车和轻型以上的客车为5.08.0;越野车与牵引车为10.0-20.0o通